本实用新型涉及一种智能家居空气检测及自动调节系统，属于气体检测技术领域。
背景技术：
室内装修是每个新房必不可少的一部分，而由于当今市场上建筑材料鱼龙混杂，导致装修后的房子即使放置通风数月仍残留大量的甲醛，甲苯，二甲苯等有毒气体；随着空气污染的日趋严重，室内PM2.5、PM10等细小颗粒含量超标也已成为人们生活中的共性问题；空气污染、有毒气体浓度超标、室内温湿度不均衡都在严重影响着人们的生活；甲醛，甲苯，二甲苯等有毒气体和空气中细小颗粒是引起支气管炎、呼吸道感染和慢性皮肤病的重要原因。因此，设计一种智能家居空气检测及自动调节系统，检测室内空气有毒气体、细小颗粒、温湿度，并在超出设定报警线时报警；用来提高室内空气质量，消除有毒气体及室内空气污染对人们造成的危害。
技术实现要素：
在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本实用新型为解决现有的室内有毒气体检测仪装置精度不高、性能不稳定、功能单一，非智能等问题，提供了一种基于STM32单片机的智能检测及自动调节装置，为此，本实用新型提供了如下的技术方案：
一种智能家居空气检测及自动调节系统，其功能包括检测室内空气有毒气体浓度、细小颗粒PM2.5、PM10含量以及当前室内空气温湿度；各指标超过报警线后发出声光报警并自动排风调节；其特征在于，系统包括空气检测系统、自动调节系统、通信系统。主要包括主控模块5、检测模块3、LCD显示模块6、储存模块8、按键模块9、声光报警模块7、自动调节模块11、电源模块10、A/D转换模块4、蓝牙模块2和用户终端1。
所述的空气检测系统包括检测模块3、A/D转换模块4、LCD显示模块6、储存模块8、按键模块9；
所述的空气检测系统包括声光报警模块7、自动调节模块11；
所述的通信系统包括蓝牙模块2和用户终端1；
所述的用户终端1包括智能手机，通过过蓝牙与蓝牙模块进行配对，以手机APP页面的方式来实时显示各部分数据信息，从而可以观测到各传输数据的动态变化；在报警模块未启动前，用户也可通过智能手机控制自动调节模块进行排风。
本实用新型的有益效果为：与普通的有毒气体检测仪相比具有检测多样化、精度高、结构简单、性能稳定、APP控制、可自动排风调节空气质量等优点。本系统放置于室内只需简单操作便可通过三种传感器精准检测出室内各类有毒气体浓度、PM2.5、PM10细小颗粒含量、温湿度情况，并根据所设报警线判定是否需要报警及自动排风调节；相较于其他智能家居，本系统体积较小，结构简单，功耗较低，可以长时间待机，实时检测室内空气质量；蓝牙模块连接智能手机，用户通过手机实时掌握各类指标变化情况，并且可以通过APP随时控制系统排风，实现高智能化；其声光报警模块也可以及时提醒人们远离空气污染，避免其对人体造成的伤害，达到智能检测及自动调节的目的，给用户营造安全舒适的居住办公环境。
附图说明
本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：
图1为智能家居空气检测及自动调节系统结构示意图；
图2为主控模块电路原理图；
图3为检测模块结构示意图；
图4为PID-AL光离子传感器电路原理图；
图5为PMS5003灰尘传感器电路原理图；
图6为DHT11温湿度传感器电路原理图；
图7为LCD显示模块电路原理图；
图8为储存模块电路原理图；
图9为按键模块电路原理图；
图10为蜂鸣器报警电路原理图；
图11为LED红光闪烁报警电路原理图；
图12为自动调节模块电路原理图；
图13为电源模块电路原理图；
图14为A/D转换模块电路原理图；
图15为蓝牙模块电路原理图；
本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本实用新型实施例的理解。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本实用新型的实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施方式的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
结合图1所示，本实用新型的具体实施方式首先提供了一种智能家居空气检测及自动调节系统的结构示意图，所述系统包括：主控模块5、检测模块3、LCD显示模块6、储存模块8、按键模块9、声光报警模块7、自动调节模块11、电源模块10、A/D转换模块4、蓝牙模块2和用户终端1。
结合图2所示，所述主控模块5核心芯片采用STM32系列的STM32F103ZET6芯片，用于处理检测模块所采集的室内有毒气体浓度、细小颗粒含量、温湿度数据，控制相应模块工作。
结合图3所示，检测模块3由光离子传感器PID-AL(图4)、灰尘传感器PMS5003(图5)以及数字式温湿度传感器DHT11(图6)这三种传感器组成。具体功能为：光离子传感器PID-AL用于检测有毒气体浓度，灰尘传感器PMS5003用于检测室内空气中细小颗粒含量，数字式温湿度传感器DHT11用于检测室内环境的温湿度。
结合图4所示，光离子传感器的DQ引脚连接A/D转换模块4的Vin脚；结合图5所示灰尘传感器PMS5003的“SET”，“RXD”,“TXD”和“RESET”引脚分别于主控模块5相应的引脚相连；结合图6所示，DHT11数字温湿度传感器将其DATA引脚接入主控模块5I/O口即可。
结合图7所示，LCD显示模块6采用TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示器，主控模块5的I/O口与显示单元对应的引脚相连接。通过主控模块5对相应引脚的控制实现在LCD上显示当前室内有毒气体浓度、细小颗粒含量、报警线、温湿度等其他配置信息。
结合图8所示，储存模块8采用SD卡，主控模块5的I/O口PD2、PC8、PC9、PC10、PC11、PC12分别与储存模块8的引脚CMD/DIN、DATA0/DOUT、DATA1、DATA2、DATA3/CS、CLK相连接，用于储存STM32主控模块5处理好的数据用以后续查看与分析，其中数据包括传感器检测到的有毒气体浓度、室内温湿度以及空气中细小颗粒含量。
结合图9所示，按键模块9由五个按键组成，分别为：电源键，上翻键，下翻键，模式键和确认/开始键，主控模块5的I/O口PA0、PE2、PE3、PE4分别与输入单元的KEY1、KEY2、KEY3、KEY4引脚连接，KEY0为电源总开关，不与单片机连接。其特征为：按动电源键开启设备，按动模式键进入模式选择，按动上翻下翻键选择甲醛，甲苯或者二甲苯的检测并设置报警线，最后按动确认/开始键开始工作。
结合图10所示，蜂鸣器连接三极管，三极管基集与电阻R11串联后接主控模块5的PB8引脚。
结合图11所示，LED2与电阻R20串联后接主控模块5的PE5引脚；LED3与电阻R18串联后接主控模块5的PB5引脚.
结合图12所示，主控模块5输出端口与电阻R1串联后接三极管，三极管集电极与继电器串联后接VCC，继电器开关RL1两端接电机，当传感器检测数据超过用户手动设定的报警线以后，声光报警模块7接通，继电器开始工作，控制电机带动风扇进行排风。
结合图13所示，电源模块10将家用220V交流电通过整流电路转变为5V直流电，用以传感器供电，并通过变压器将5V转变为3.3V用以主控模块5、声光报警模块等其他模块供电。
结合图14所示，芯片AD7705选用差分模拟通道1，将左端正输入AIN1(+)引脚接光离子传感器的DQ脚，负输入端AIN(-)引脚接地。右端“12,13,14,1”四个引脚分别接主控模块5的“PA4，PA5，PA6，PA7”脚。REFIN(+)和REFIN(-)分别作基准输入端的正输入端和负输入端，理应保证REFIN(+)的电压值大于REFIN(-)的电压值。在MCLKIN和MCLKOUT两个引脚之间需要外接晶振，用来调节AD7705芯片的采样频率。
结合图15所示，蓝牙模块2是围绕着CC2540芯片设计的电路，其相应引脚与主控模块5对应连接。蓝牙模块电路包括电源电路、两个时钟电路和通信电路，其中一个时钟电路用32.768KHz和两个电容接在32引脚和33引脚上，另一个时钟电路用32MHz和两个电容接在22引脚和23引脚上。由于CC2540中有1.8V稳压器，电源电路可通过在DCOUPL引脚上外接一个去耦电容来实现。通信电路中，芯片REF_N和REF_P引脚是一对差分输入输出的偶极信号端口，在输出引脚与倒置F型PCB天线之间需接入巴伦匹配电路，使信号达到最佳输出，进而实现主控模块5与用户终端1蓝牙通信。
当系统电源开启时，LCD显示屏进入开机界面，按动模式键选择对具体有毒气体的检测，模式一甲醛检测，模式二甲苯检测，模式三二甲苯检测，并通过上翻下翻键进行报警线的设定，初始报警线为20ppm，以10ppm为最小单位变动，设置完成后按动确认/开始键进行检测，此时检测模式3中的三个传感器同时工作，PID-AL光离子传感器检测室内有毒气体浓度，数字式温湿度传感器DHT11检测室内当前温湿度，PMS5003灰尘传感器用于检测室内空气中细小颗粒含量，并将检测到的数据经过A/D转换模块4以数字量的形式发送给主控模块5,主控模块5通过算法处理后，将处理好的数据发送给LCD显示模块6显示、储存模块8储存并通过蓝牙模块2发送给用户终端1的APP中显示；若检测到的数值超过报警线，检测模块3停止工作，声光报警模块7启动，持续发出10秒蜂鸣声并伴随着10秒红灯闪烁，同时继电器闭合，自动打开调节模块，排风系统开始工作。
在此需要说明，由于PID-AL光离子传感器内置小风扇将气体吹入电离室进行气体浓度检测，所以在排风系统开启时，无法正常检测，因此本实用新型当检测有毒气体浓度超过警戒线时排风系统每工作15分钟暂停一次，并进行一次空气检测，若浓度仍超过警戒线排风系统继续工作，反之，停止工作。
尽管根据有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施方式。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。